Ricordi al liceo o al college, quando hai saputo di tutto quel DNA dentro di te che era spazzatura? Le stringhe e le stringhe di codice senza senso che non aveva alcuna funzione? Un recente blitz di articoli del progetto ENCODE ha il mondo in fermento con le notizie che farebbero a pezzi quell'idea.
Ma, come molte cose che rimangono nei libri di testo molto tempo dopo che la scienza è andata avanti, l'idea del "junk DNA" che ENCODE ha smentito, in primo luogo non ha avuto bisogno di essere smentita. Anche nel 1972, gli scienziati hanno riconosciuto che solo perché non sapevamo cosa facessero certe regioni del DNA, non le rendevamo spazzatura.
Il loro comunicato stampa potrebbe essere stato piuttosto eccitante:
Le centinaia di ricercatori che lavorano al progetto ENCODE hanno rivelato che gran parte di ciò che è stato chiamato "DNA spazzatura" nel genoma umano è in realtà un enorme pannello di controllo con milioni di interruttori che regolano l'attività dei nostri geni. Senza questi interruttori, i geni non funzionerebbero e le mutazioni in queste regioni potrebbero portare a malattie umane. Le nuove informazioni fornite da ENCODE sono così complete e complesse che ha dato origine a un nuovo modello editoriale in cui documenti elettronici e set di dati sono interconnessi.
E anche Gina Kolata del New York Times ha acquistato l'hype:
Ora gli scienziati hanno scoperto un indizio vitale per svelare questi enigmi. Il genoma umano è pieno di almeno quattro milioni di interruttori genetici che risiedono in frammenti di DNA che una volta venivano liquidati come "spazzatura" ma che si rivelano fondamentali per il controllo del comportamento di cellule, organi e altri tessuti. La scoperta, considerata una delle principali scoperte mediche e scientifiche, ha enormi implicazioni per la salute umana poiché molte malattie complesse sembrano essere causate da piccoli cambiamenti in centinaia di switch genici.
Ma il blogger e biologo di Berkeley Michael Eisen spiega i problemi con il comunicato stampa e la copertura stampa finora:
È vero che l'articolo descrive milioni di sequenze legate da fattori di trascrizione o inclini alla digestione di DNase. Ed è vero che molte sequenze normative in buona fede avranno queste proprietà. Ma come ammettono anche gli autori, solo una minima parte di questa sequenza si rivelerà effettivamente coinvolta nella regolazione genica. Quindi è semplicemente falso affermare che i documenti hanno identificato milioni di switch.
Perfino Ewan Birney, gli scienziati che hanno fatto l'analisi dei dati per il progetto ENCODE, hanno cercato di chiarire la confusione. Spiega sul suo blog che l'affermazione di questi studi - che circa l'80 percento del genoma è "funzionale" - significa semplicemente che circa l'80 percento del genoma umano ha attività biochimica. Birney scrive:
Questa domanda si basa sulla parola "funzionale", quindi proviamo ad affrontare prima questo. Come molte parole in inglese, "funzionale" è una parola molto utile ma dipendente dal contesto. Un "elemento funzionale" nel genoma significa qualcosa che cambia una proprietà biochimica della cellula ( cioè, se la sequenza non fosse qui, la biochimica sarebbe diversa) o è qualcosa che cambia un tratto fenotipicamente osservabile che influenza l'intero organismo? Ai loro limiti (considerando che tutte le attività biochimiche sono un fenotipo), queste due definizioni si fondono. Dopo aver trascorso molto tempo a pensare e discutere questo, non una singola definizione di "funzionale" funziona per tutte le conversazioni. Dobbiamo essere precisi sul contesto. Pragmaticamente, in ENCODE definiamo i nostri criteri come "specifica attività biochimica", ad esempio un test che identifica una serie di basi. Questo non è l'intero genoma (quindi, per esempio, cose come "avere un legame fosfodiesterico" non si qualificherebbero). Quindi lo suddividiamo in diverse classi di dosaggio; in ordine decrescente di copertura si tratta di: RNA, modificazioni "estese" dell'istone, modifiche dell'istone "stretto", siti ipersensibili DNaseI, picchi ChIP-seq del fattore di trascrizione, impronte DNaseI, motivi legati al fattore di trascrizione ed infine esoni.
E persino Birney non è in realtà sorpreso dal numero dell'80%.
Come ho sottolineato nelle presentazioni, non dovresti essere sorpreso dalla cifra dell'80%. Dopotutto, il 60% del genoma con la nuova annotazione dettagliata dettagliata (GenCode) è esonico o intronico e ci si aspetta che un certo numero dei nostri test (come PolyA-RNA e H3K36me3 / H3K79me2) contrassegnino tutta la trascrizione attiva. Quindi vedere un ulteriore 20% su questo previsto 60% non è così sorprendente.
Ciò non significa che il lavoro di ENCODE non sia interessante o prezioso. Ed Yong di Not Exactly Rocket Science spiega che mentre ENCODE potrebbe non distruggere il nostro mondo genomico, è ancora molto importante:
Il fatto che il genoma sia complesso non sarà una sorpresa per gli scienziati, ma ENCODE fa due cose nuove: cataloga gli elementi del DNA che gli scienziati devono esaminare; e rivela solo quanti ce ne sono. "Il genoma non è più una vastità vuota - è densamente pieno di picchi e oscillazioni di attività biochimica", afferma Shyam Prabhakar del Genome Institute di Singapore. "Ci sono pepite per tutti qui. Indipendentemente da quale parte del genoma stiamo studiando in un particolare progetto, trarremo beneficio dalla ricerca delle tracce ENCODE corrispondenti. "
Sì interessante e importante. Ma è scioccante scoprire che molto del nostro DNA ha una funzione? No.
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